Bir sanatçının bir ötegezegen ile yıldızı arasındaki etkileşimleri kavramsal olarak yorumlaması. Yıldızdan yayılan plazma, ötegezegenin manyetik alanı tarafından saptırılır. Bu etkileşim, yıldızın manyetik alanını bozar ve yıldız üzerinde auroralar ve radyo dalgaları üretir. Kredi: Alice Kitterman/Ulusal Bilim Vakfı
Güneş sistemimizin yaklaşık 12 ışıkyılı dışından kaynaklanan radyo emisyonları, YZ Ceti yıldızı ile onun yakın yörüngede dolanması muhtemel, kayalık gezegeni arasındaki olası manyetik etkileşimleri ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, YZ Ceti yıldızından gelen radyo emisyonlarını tespit ettiler, bu da Dünya büyüklüğündeki kayalıklarında manyetik bir alanın varlığını düşündürüyor. ötegezegen, YZ Çeti b. Sebastian Pineda ve Jackie Villadsen, Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisini kullanarak tekrar eden radyo sinyallerini gözlemlediler ve bunların yıldız ile yörüngedeki gezegeni arasındaki manyetik etkileşimler tarafından üretildiğini teorileştirdiler. Bu araştırma, atmosferleri korumak ve yaşamı desteklemek için çok önemli olan diğer Dünya benzeri ötegezegenlerdeki manyetik alanları belirlemek için umut verici bir yöntem sunuyor.
Dünyanın manyetik alanı, herkesin pusula iğnelerini aynı yöne çevirmekten fazlasını yapar. Aynı zamanda, yüksek enerji parçacıklarını saptırarak Dünya’nın yaşamı sürdüren atmosferinin korunmasına yardımcı olur ve plazma düzenli olarak güneşten püskürtülür. Araştırmacılar şimdi, başka bir güneş sistemindeki olası Dünya büyüklüğünde bir gezegeni, aynı zamanda bir manyetik alana sahip olmak için birincil aday olarak belirlediler – Dünya’dan yaklaşık 12 ışıkyılı uzaklıkta bir yıldızın yörüngesinde dönen kayalık bir gezegen olan YZ Ceti b.
Araştırmacılar Sebastian Pineda ve Jackie Villadsen, ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından işletilen bir radyo teleskopu olan Karl G. Jansky Çok Büyük Dizini kullanarak YZ Ceti yıldızından yayılan tekrar eden bir radyo sinyali gözlemlediler. Uzak yıldızlar ve yörüngedeki gezegenleri arasındaki manyetik alan etkileşimlerini anlamak için Pineda ve Villadsen tarafından yapılan araştırma NSF tarafından desteklenmektedir. Araştırmaları bugün (3 Nisan 2023) dergide yayınlandı. Doğa Astronomisi.
NSF’den Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi program direktörü Joe Pesce, “Diğer güneş sistemlerinde potansiyel olarak yaşanabilir veya yaşam taşıyan dünyaları aramak, kısmen kayalık, Dünya benzeri ötegezegenlerin gerçekten manyetik alanlara sahip olup olmadığını belirleyebilmemize bağlıdır” diyor. “Bu araştırma, yalnızca bu özel kayalık ötegezegenin muhtemelen bir manyetik alana sahip olduğunu göstermekle kalmıyor, aynı zamanda daha fazlasını bulmak için umut verici bir yöntem sağlıyor.”
Colorado Üniversitesi’nden bir astrofizikçi olan Pineda, bir gezegenin manyetik alanının, o gezegenin atmosferinin yıldızından yayılan parçacıklar tarafından zamanla aşınmasını önleyebileceğini açıklıyor. “Bir gezegenin atmosfere sahip olup olmaması, gezegenin güçlü bir manyetik alana sahip olup olmamasına bağlı olabilir.”
Başka bir yıldızdan gelen radyo sinyali
Bucknell Üniversitesi’nden bir astronom olan Villadsen, bir hafta sonu evinde verileri aktarırken radyo sinyalini ilk izole ettiği anı, “Daha önce kimsenin görmediği bir şeyin olduğunu görüyorum” diye hatırlıyor.
Pineda, “İlk patlamayı gördük ve çok güzel görünüyordu” diyor. “Onu tekrar gördüğümüzde, tamam, belki de burada gerçekten bir şeyimiz olduğunun göstergesiydi.”
Araştırmacılar, tespit ettikleri yıldız radyo dalgalarının, ötegezegenin manyetik alanı ile yörüngesindeki yıldız arasındaki etkileşimler tarafından üretildiğini teorileştiriyorlar. Ancak bu tür radyo dalgalarının uzun mesafelerde algılanabilmesi için çok güçlü olmaları gerekir. Manyetik alanlar daha önce büyük kütlelerde tespit edilmişken Jüpiter-boyutlu ötegezegenler, bunu nispeten küçük Dünya boyutlu bir ötegezegen için yapmak farklı bir teknik gerektirir.
Villadsen, manyetik alanların görünmez olması nedeniyle, uzak bir gezegende gerçekten manyetik alanların olup olmadığını belirlemenin zor olduğunu açıklıyor. “Yaptığımız şey, onları görmenin bir yolunu aramak” diyor. “Yıldızlarına gerçekten yakın ve Dünya’ya benzer boyutta olan gezegenler arıyoruz. Bu gezegenler, yaşayabileceğiniz bir yerde olamayacak kadar yıldızlarına çok yakınlar, ancak çok yakın oldukları için gezegen, yıldızdan çıkan bir sürü şeyi yarıp geçiyor.
“Gezegenin bir manyetik alanı varsa ve yeterince yıldız maddesini delip geçerse, yıldızın parlak radyo dalgaları yaymasına neden olur.”
Küçük kırmızı cüce yıldız YZ Ceti ve onun bilinen ötegezegeni YZ Ceti b ideal bir çift sağladı çünkü ötegezegen yıldıza o kadar yakın ki tam bir yörüngesini yalnızca iki günde tamamlıyor. (Karşılaştıracak olursak, güneş sistemimizdeki en kısa gezegen yörüngesi 88 günde Merkür’ünkidir.) YZ Ceti’den gelen plazma gezegenin manyetik “sabanını” sıyırırken yıldızın kendisinin manyetik alanıyla etkileşir ve bu da güçlü radyo dalgaları üretir. Dünya’da gözlemlenecek kadar.
Bu radyo dalgalarının gücü daha sonra ölçülebilir ve araştırmacıların gezegenin manyetik alanının ne kadar güçlü olabileceğini belirlemesine olanak tanır.
Kuzey ışıkları başka bir dünyada mı?
Pineda, “Bu bize yıldızların etrafındaki ortam hakkında yeni bilgiler veriyor” diyor. “Bu fikre ‘güneş dışı uzay havası’ adını veriyoruz.”
Güneşin yüksek enerjili parçacıkları ve bazen büyük plazma patlamaları, Dünya’nın çevresinde, eve daha yakın bir güneş havası yaratır. Güneşten gelen bu püskürmeler, küresel telekomünikasyonu ve uydulardaki ve hatta Dünya yüzeyindeki kısa devre elektroniklerini bozabilir. Güneş havası ile Dünya’nın manyetik alanı ve atmosferi arasındaki etkileşim, aynı zamanda aurora borealis veya kuzey ışıkları olgusunu da yaratır.
YZ Ceti b ile yıldızı arasındaki etkileşimler de bir kutup ışığı üretir, ancak önemli bir fark vardır: Kutup ışığı yıldızın kendisindedir.
Pineda, “Aslında yıldızın üzerindeki aurora’yı görüyoruz – bu radyo emisyonu budur” diye açıklıyor. “Gezegen kendi atmosferine sahipse, kutup ışıkları da olmalı.”
Her iki araştırmacı da, YZ Ceti b’nin manyetik alana sahip kayalık bir ötegezegen için şimdiye kadarki en iyi aday olmasına rağmen, bunun kapanmış bir durum olmadığı konusunda hemfikir. Villadsen, “Bu gerçekten makul olabilir,” diyor. “Ama bir gezegenin neden olduğu radyo dalgalarının gerçekten güçlü bir teyidi çıkmadan önce çok fazla takip çalışması olacağını düşünüyorum.”
Gelecekteki araştırma olasılıkları hakkında Pineda, “Çevrimiçi hale gelen ve gelecek için planlanan birçok yeni radyo tesisi var” diyor. “Bunun gerçekten olduğunu gösterdiğimizde, bunu daha sistematik bir şekilde yapabileceğiz. Daha başındayız.”
Referans: “Bilinen M-cüce gezegen-ev sahibi YZ Ceti’den tutarlı radyo patlamaları” 3 Nisan 2023, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-01914-0